蒋官澄老师-复杂结构井钻井液关键技术
DUH4井复杂地层大井眼钻井液技术
西部探矿工程
９ １
ＤＵＨ４井 复 杂 地层 大 井 眼钻 井液 技 术
张 瑜 ， 徐 江 张 国 ， ， 舒 畅 ， 梅春桂
（． １ 西南 石油 局湖 南钻 井公 司 ， 疆 轮 台 ８ １ ０ ； ． 新 ４ ６ ０ ２ 中石化 石油工 程技 术研 究院 ， 北京 １ ０ ０ ） ０ １ １
Ｉ Ｄ Ｈ４井二 开钻 井 液技术 难点 Ｕ （） １地层 造浆 严 重 。库 车 组 形 成地 质 年代 较 晚 ， 地 层压 实 程度 较弱 ， 部棕 红 色 软 泥 岩 蒙脱 石 含 量 高 ， 上 易 水 化 分 散 ， 浆严 重口 ； 车组 中部 存 在“ 泥岩 ” 该泥 造 库 胶 ， 岩塑 性极 强 ， 吸水膨 胀 造 成 缩 径 阻卡 ， 由其 出色 的 易 并
降 低 钻 井 液 滤 液 水 的 活 度 ， 止 地 层 中 的 泥 质 固 相 防
（） ２ 山前 构造 、 井壁 失稳 。本 井位 于 山前构 造上 ， 地 层倾 角 大 ， 库车 组下 部 的砂质 泥岩 、 岩互层 薄 ， 且 泥 易发 生剥 落 、 掉块 等井 下 复杂 情 况 ， 求 钻 井 液 具有 良好 地 要
困难 。
为 此 ， 用 Ｐ 一 １ ＹＫ— Ｈ（ 选 Ｂ 、 沥青 类 ） 提 高 钻 井 等
液封 堵 能 力 ， 青 粉 在井 温 和 井 底 压 差 下 发 生 变 形 ， 沥
封堵 地 层 层 理 、 裂 隙 ， 高 对 裂 缝 的 粘 结 力 ， 井 微 提 在 壁形 成 良好 的 内 、 泥 饼 ， 外 泥 饼 可 与 地 层 之 间 形 外 且 成 一 层 致 密 的保 护 膜 ｌ ， 外 泥 饼 难 以 被 冲刷 掉 ， ＿ 使 ２ ］ 阻 止钻井液及 滤液进 入地 层 ， 止砂 泥岩 剥落 、 块 。 防 掉 加 入 １ ～ ３ × Ａ一 １ 聚 胺 ） 提 高 滤 液 抑 制 性 ］ Ｊ （ ， ，
国内外油基钻井液降滤失剂研究进展_赵泽
以腐殖酸和油
溶性或油分散的铵盐（ 其直链至少有一个 12 ～ 22 碳 原子的烷基， 烯基或者酰基 ） 为原料研发一种降滤 失剂， 在北海的 Brent 油田应用， 高温高压状况下表 现出优异的降滤失性。 Dennis
［12 ］
。
和高海洋
［13 ］
在季铵盐改性的基础上，
和乳化剂。在使用其制备油基钻井液降滤失剂时， 主要利用其多酚成分和有机胺反应 。Patell 等
［2 ］
作者简介： 赵泽（ 1988 － ） ， 男， 四川巴中人， 中国石油大学（ 北京） 硕士研究生， 师从蒋官澄教授（ 博导） ， 主要从事油基合成 E － mail： ZZ4955@ 126． com 基钻井液技术研究。电话： 18611108025 ，
櫴櫴毷
， 文本不再进行赘述， 对
。 降滤失剂作为油
要： 对油基降滤失剂的国内外研究现状进行了总结 ， 油基钻井液降滤失剂主要有沥青类 、 腐殖酸类、 白雀木类、
木质素类、 高分子聚合物类等几大类 ， 并对后 4 类降滤失剂的研究现状进行了详细介绍 。 腐殖酸是天然化合物制 备油基降滤失剂常用的原料 ， 聚合物油基降滤失剂近年来得到快速的发展 ， 显示出了优越的综合性能 。 最后展望 了国内油基钻井液降滤失剂的发展方向 。 关键词： 降滤失剂； 腐殖酸； 木质素； 聚合物 中图分类号： TE 254 文献标识码： A 文章编号： 1671 － 3206 （ 2014 ） 06 － 1112 － 04
第 43 卷第 6 期 2014 年 6 月
应
用
化
工
Vol． 43 No． 6 Jun． 2014
Applied Chemical Industry
大港油田重点区块保护油层钻井完井液体系设计与应用
大港油田重点区块保护油层钻井完井液体系设计与应用蒋官澄;纪朝凤;马先平;闫丽丽;韩枝清;唐庆;王岚【摘要】大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏,非常容易发生油层损害.通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究,优化设计了保护油层的理想充填型和广谱"油膜"暂堵型钻井完井液体系.并对2种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比.结果表明,广谱"油膜"暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳,渗透率封堵率达到91.4%以上,渗透率恢复值高达99.3%,矿场测试的纯损害表皮系数接近0,阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害,实现了对油层的更好保护.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2008(030)006【总页数】4页(P58-61)【关键词】大港油田;油层保护;油膜;广谱暂堵;钻井完井液;体系设计【作者】蒋官澄;纪朝凤;马先平;闫丽丽;韩枝清;唐庆;王岚【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东,东营,257061;大港油田公司粟油工艺研究院,天津,300280;大港油田公司粟油工艺研究院,天津,300280;中国石油大学石油工程学院,山东,东营,257061;大港油田公司粟油工艺研究院,天津,300280;大港油田公司粟油工艺研究院,天津,300280;大港油田公司粟油工艺研究院,天津,300280【正文语种】中文【中图分类】TE254.1钻井过程中防止油层损害是保护油层系统工程的一个重要环节，而钻井液的类型和性能的好坏直接关系到对油层的保护效果。
目前大港油田重点产能区块中的小集油田、马东东油田、唐家河油田的油层渗透率较低、物性较差、黏土含量较高，属于中孔低渗油藏，非常容易发生油层损害，而这些区块是大港油田的重要后备储量，因此针对这些区块研究保护油层的钻井完井液体系具有十分重要的意义。
大港小集、马东东和唐家河油田分别位于大港油田南区、中区和北区，具代表性的井分别是官94、港深47和新港508井，这3口井的油层主要位于枣Ⅱ和枣Ⅲ油组、沙一和板二油组、沙二油组，都属正常温压系统，原油性质较好，属于中质、中凝、中黏油，原油中均含有一定量的石蜡和胶质沥青，地层水中都含有较高的钙离子、氯离子，发生油层损害的可能性较大。
XZ-新型高性能水基钻井液的研究及应用
XZ-新型高性能水基钻井液的研究及应用蒋官澄;董腾飞;张县民;李亚林;赵利;刘鹏【期刊名称】《钻井液与完井液》【年(卷),期】2018(035)002【摘要】为了解决准噶尔盆地深井储层钻探难度大,钻井成本较高等问题,基于"封堵、抑制、固化、双疏、润滑"理论,采用仿生抑制剂XZ-YZJ、仿生封堵剂XZ-FDJ、键和润滑剂XZ-RHJ、固化成膜剂XZ-CMJ、双疏剂XZ-SSJ等处理剂,形成了适合该区块的XZ-新型高性能水基钻井液.该钻井液具有较好的流变性能,且具有较好的长时间老化性能和抗污染性能,老化3 d后,或被2％CaSO4或10％膨润土污染后,体系仍具有较好的流变性.该钻井液还具有较好的抑制性,对钠基膨润土岩心的线性膨胀降低率达94％以上;对于现场的泥页岩岩屑的滚动回收率均能达到95％以上.钻井液的这种较好的封堵性、润滑性、抑制性、低表面张力等有利于维持井壁稳定、润滑防卡、保护储层等,适用于复杂情况较多的深井及大位移井.现场试验表明,该钻井液体系可以降低井底复杂情况,缩小井径扩大率,缩短建井周期,满足了安全、高效、环保钻井的需要,具有很好的推广应用前景.【总页数】7页(P49-55)【作者】蒋官澄;董腾飞;张县民;李亚林;赵利;刘鹏【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;西部钻探克拉玛依钻井公司泥浆技术服务公司,新疆克拉玛依 834009;西部钻探克拉玛依钻井公司泥浆技术服务公司,新疆克拉玛依 834009;西部钻探克拉玛依钻井公司泥浆技术服务公司,新疆克拉玛依 834009【正文语种】中文【中图分类】TE254.3【相关文献】1.焦石坝页岩气高性能水基钻井液的研究及应用 [J], 游云武;梁文利;宋金初;陈智源;刘静;陈明晓;梅露强2.新型聚胺水基钻井液研究及应用 [J], 张国;徐江;詹美玲;刘贵传;钟汉毅;马鹏3.新型清水混凝土的高性能化研究及应用 [J], 江杰云4.准噶尔盆地南缘高性能水基钻井液研究及应用 [J], 舒义勇;孙俊;陈俊斌;祝学飞;查凌飞5.流动式海上水基钻井液EPS处理技术研究及应用 [J], 冯硕;刘颖杰;张庆春;袁则名;朱黎;李伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新型钻井液成膜剂的研制及其在埕海油田的应用
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｆｉ ｌ ｍ。 Ｆｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ Ａｇ ｅ ｎｔ ｆ ｏ ｒ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｆｌ ｕ ｉ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃｈ ｅ ｎｇ ｈａ ｉ Ｏｉ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ
摘
要： 为 了降 低 埕 海 油 田钻 井过 程 中外 来流 体 对 储 层 的 损 害 ， 基 于 成 膜 钻 井 液 技 术 的基 本 理 论 ， 以 苯 乙烯 、
丙烯酸 丁酯单体 为原料 ， 采 用乳液聚合 的方 法， 以过硫 酸铵 为引发 剂 ， 合成 了新 型钻 井液 成膜剂 Ｌ Ｃ Ｍ一 ８ 。室 内试 验表 明： 埕海油 田上部钻 井液 中加入戍 膜剂 Ｌ Ｃ Ｍ－ ８后 ， 流变性能 能够满足 携岩要 求 ； 能在岩 心污 染端形成 一个渗 透 率极低 的封堵 带 ， 封堵 率可达 ９ ０ 以上 ； 返排渗透率恢复率 大于 ９ Ｏ 。新型钻井液成膜剂 Ｌ Ｃ Ｍ－ ８在埕海油 田 ２ 口井的储层钻进过程 中进 行 了应用 ， 结果表 明， 上部钻 井液加入该成膜剂后 ， 其性能能满足钻 井要 求， ２口井的表 皮
ｔ ｅ ｒ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ＬＣＭ － ８， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｐ ｌ ｕ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｗｉ ｔ ｈ ｌ ｏ ｗ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｅ ｄ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｌ ｕ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｌ ｏ ｗｂ ａ ｃ ｋ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ９ ０ ． Ｌ ＣＭ － ８ ｈ ａ ｄ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｐ —
环保型钻井液体系
环保型钻井液体系谢水祥;蒋官澄;陈勉;邓皓;刘光全;许毓;王建华;邱康【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2011(038)003【摘要】在大量室内研究基础上,研发了环保型钻井液体系,其基础配方为:4%膨润土浆+0.3%IND-30+1.5%NAT-20+3%FXJS+2%NFT-25.该钻井液体系采用环保添加剂配制,抗温能力强,达150℃;抗污染性能佳,抗盐量可达30%,抗土侵量达8%;油层保护效果好,渗透率恢复率在81.5%以上;环保性能理想,废弃钻井液抛洒后,地表层0～20 cm厚度土壤的环境质量指标均保持在中国土壤环境质量标准二级水平以上,同时使沙地土壤的水分含量和肥力水平大大提高.该环保型钻井液体系已先后在塔里木、克拉玛依和江苏油田的15口井中获得成功应用,环保与油层保护效果理想.抛洒过废弃钻井液的井区周围土壤的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量明显提高.与常规钻井液相比,使用环保型钻井液体系单井平均可节约综合成本40.87×10<'4>元,15口井总计可节约综合成本613.05×10<'4>元.【总页数】10页(P369-378)【作者】谢水祥;蒋官澄;陈勉;邓皓;刘光全;许毓;王建华;邱康【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中国石油集团安全环保技术研究院;中国石油集团安全环保技术研究院;中国石油集团安全环保技术研究院;中国石油集团钻井工程技术研究院;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TE254【相关文献】1.环保型钻井液体系在松地7#地质调查井中的应用 [J], 杨洪彬; 徐德生; 易亚东2.页岩气井环保型强抑制水基钻井液体系研究与应用 [J], 杨建民;刘伟;熊小伟;王丹;王希;尹后凤;冯斌3.环保型耐高温无固相钻井液体系研究进展 [J], 徐明磊;佟乐;杨双春;张同金;ELAMAN;刘阳4.枯竭气藏储气库环保型油基钻井液体系研制及性能评价 [J], 殷鹏5.新型环保型去磺化钻井液体系在川渝气区成功应用 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于仿生技术的强固壁型钻井液体系
基于仿生技术的强固壁型钻井液体系宣扬;蒋官澄;李颖颖;耿浩男;王金树【摘要】基于仿生技术,模仿海洋生物贻贝分泌的贻贝蛋白具超强黏附性能的特点,合成了仿生固壁剂GBFS-1和仿生页岩抑制剂YZFS-l,并以这2种仿生处理剂为核心,研制了可有效加固井壁并维持井壁稳定的仿生钻井液体系.2种仿生处理剂的性能评价结果表明:GBFS-1具有良好的降滤失性能,且在井壁岩石表面形成的仿生壳能胶黏岩石,胶黏能力强于常见的市售胶黏剂；YZFS-1具有良好的抑制页岩水化膨胀和分散、剥落的能力,抑制效果优于目前国内常用的页岩抑制剂,且有良好的造浆抑制能力.通过处理剂配伍性评价和加量优化,确定了仿生钻井液体系的配方,对其性能进行了评价并与现场应用的某种防塌钻井液体系进行了对比,结果表明:仿生钻井液体系各项基本性能良好,且能有效抑制页岩水化膨胀和分散剥落,总体上优于对比钻井液体系.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2013(040)004【总页数】5页(P497-501)【关键词】井壁稳定;仿生技术;固壁剂;页岩抑制剂;钻井液【作者】宣扬;蒋官澄;李颖颖;耿浩男;王金树【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油大学(北京)石油工程学院【正文语种】中文【中图分类】TE2540 引言井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井界的难题，井壁失稳引发的事故平均每年造成近10×108美元的经济损失[1]。
大多数研究者以减轻钻井液对井壁稳定性的不利影响为主要目标，研究能避免井壁失稳的钻井液体系[2-8]。
然而，由于不能完全抑制泥页岩的水化膨胀或阻止自由水的滤失，这些钻井液体系只能在一定程度上减轻井壁失稳所造成的影响，不适用于极易坍塌或造浆的地层。
为了从根本上避免井壁失稳引起的缩径卡钻、井壁坍塌等工程事故，应该随钻将井壁岩石直接加固，大幅提高井壁岩石的力学稳定性，这是近年来国外学者最新研究的井壁强化技术。
增效型无土相仿生油基钻井液技术的研究与应用
增效型无土相仿生油基钻井液技术的研究与应用
蒋官澄;黄胜铭;侯博;孟凡金;屈艳平;王浩
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】针对深井超深井钻井过程中钻遇高温高压、井壁失稳及井下复杂情况的难题,基于仿生学、超分子化学以及岩石表面润湿性理论,通过优选仿生增效剂、仿生提切剂及仿生降滤失剂,配套相关处理剂,最终形成了一套适用于深井、超深井地层钻探的增效型无土相仿生油基钻井液体系。
研究发现,建立的增效型无土相仿生油基钻井液体系可抗220℃高温,配制密度为2.4 g/cm^(3),破乳电压大于400 V,高温高压滤失量为3.2 mL,人造岩心在该体系中220℃下老化后的抗压强度达到7.1 MPa,平均渗透率恢复值为93.9%。
现场应用情况表明,体系流变性能稳定,平均机械钻速比邻井提高16%,平均井径扩大率仅为1.25%,可有效解决深井超深井钻井过程中出现的井壁失稳难题,为我国深井超深井的钻探提供了技术保障。
【总页数】11页(P93-103)
【作者】蒋官澄;黄胜铭;侯博;孟凡金;屈艳平;王浩
【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程学院;油气资源与探测国家重点实验室;中国石油川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.强封堵型无土相油基钻井液在四川页岩气井水平段中的应用
2.高密度无土相油基钻井液研究及在四川页岩气水平井的应用
3.无土相钻井液屏蔽暂堵技术研究与应用
4.无土相油基钻井液的研究与应用
5.环保型生物柴油基钻井液体系研究及应用
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不同液体中浸泡后泥岩岩心点载荷强度
溶液体系
原始岩心 白油 0.1% GBFS-1
浸泡前尺寸 h/d(mm)
1.90/2.52 1.90/2.52 1.90/2.52
浸泡后尺寸 h/d（mm）
1.90/2.52 1.90/2.52 1.90/2.72
P50 （N）
155 124 113
Is(50) （MPa）
抑制前
0%
0.2%
1% 1.5%
抑制后
光电子能谱谱图说明了YZFS-1 分子在粘土晶层间发生了聚合
透射电镜说明YZFS-1使分散 的膨润土颗粒团聚在一起
Zeta电位结果说明YZFS-1嵌入到 粘土晶层间的主要力是静电作用
YZFS-1外观
2d sin n
红外谱图 说明了强 氢键的形 成
X射线衍射 谱图说明了 YZFS-1分 子嵌入到粘 土晶层间
3
二、主要内容
(一)主要内容 1、复杂结构井井壁稳定技术
2、复杂结构井储层保护技术 3、复杂结构井防漏堵漏技术 4、复杂结构井润滑防卡技术
4
三、主要成果与创新点
成果一：首次将仿生学原理引入钻井液领域，创建了井 眼强化型仿生钻井液新理论、新方法和新技术
(一) 重要性与难度
70
井壁稳定关系到钻井的 成败。钻井中井下复杂事故 25％与井壁稳定有关， 80﹪的井壁失稳定发生在泥 页岩地层井段，特别在复杂 结构井钻井中，井壁失稳难 题更突出。
6
(二) 解决问题的新思路和新途径
强氢键等
生物 体
提 取 制 备
粘 土 晶 层
仿生抑制剂：通过在粘土间形成强氢键 抑制粘土水化膨胀，并具封堵作用
仿生 基团
仿生壳
井壁岩石
仿生固壁剂：形成仿生壳，提高井壁力 学稳定性
7
(三) 仿生处理剂单剂特点
1、仿生固壁剂GBFS-1 (1) GBFS-1的固壁机理
苏53区块当遇到泥岩时，分别试用了聚磺、有机硅、有机盐，油 基钻井液等，均发生坍塌、划眼、甚至卡钻。
提速：平均32％；
降低钻井液单位成本：平均36.4％。
泥岩段长 411～1028m
17
(2) 高家堡家3区块家3-21X井的现场应用
高家堡构造带家3断块为易塌、易卡的泥岩、膏泥岩、油页岩。特别是在2900～3600m 之间的事故频繁，采取了许多措施皆未解决问题。
(mPa.s) 6
4 1 13 3
(Pa) 2
1 17 12 2.5
Ф6
Ф3
Gel10s/10min
(Pa/Pa) 1.5/6.5
0.5/2 3/5.5 8/9 0.5/1.5
pH
1
0 19 18 5
1
0 13 16 4
9
7 7 9 7
膨润土在清水和不同浓度 YZFS-1溶液中线性膨胀曲线
页岩岩屑在清水和1%浓度不同 抑制剂溶液中的线性膨胀曲线
0.000
平均孔径 /nm
0 2 4 6 8 10 12 14
Pore Diameter (nm)
YZFS-1封堵前后的页岩孔径分布
YZFS-1形成的聚合物封堵层使页岩的孔结构发生很大 变化，使平均孔径从5.56nm减小到2.72nm，孔容从 0.03cm3/g下降到0.018cm3/g，具有强封堵效果。
全配方钻井液 清水
缺GBFS-1钻井液 全配方钻井液
抗压强度 （MPa） 1.861 2.302 2.546 已变为散砂 已断裂，无强 度 1.138
d、页岩线性膨胀实验
0.8
仿生钻井液
f、毒性评价
项目 测定值 0.05 0.3 750000 总汞，mg/kg干泥(要求 ≤1)
e、页岩热滚回收试验
40目滚动回收率（%） 100 80 60 40 20 0 94.24 43.05 92.47
典型井效果分析：
(1) 苏里格苏53区块3口水平井上现场应用情况
井号： 苏53-86-15H1、苏53-86-15H井、苏53-70-22H井。
（井深4651m、水 平段长1000m） (水平段长1200m ，泥岩长1028m) (水平段长1173m， 泥岩长411m)
效果： 无复杂事故：3口应用井均未发生复杂情况。
0.4 0.2 0
线性膨胀高度 ( mm)
0.6
对比钻井液
总镉，mg/kg干泥(要求 ≤3)
生物毒 性(要求 ≥3万) EC50，mg/L
0
2
4
6
时间 (h)
8
10 12 14 16
LC50，mg/L
30000
31.28
泥页岩岩屑在仿生钻井 液体系中的线性膨胀程度明显 低于在对比防塌钻井液中的， 说明具有良好的泥页岩膨胀抑 制性能。
仿生壳形成后
仿 生 壳 形 成 前 后 岩 石 表 面 微 观 形 貌
“仿生壳”
水 GBFS-1 水 GBFS-1
仿生井壁强化剂溶液（固含量0.3%）泥岩阻水加固作用
在GBFS-1溶液中浸泡的泥岩岩心表面形成一层 致密、光滑并具韧性的“仿生膜”，有效隔离水分 子与泥岩表面直接接触，防止泥岩水化。
干燥后
性质 孔容/mL· g-1 比表面积 /m2· g-1
未处理 0.030 15.29 5.56
0.2% YZFS-1 0.019 10.45 2.77
1.5% YZFS-1 0.018 10.12 2.72
dV/dD Pore Volume (cm /g.nm )
-1
0.015
3
0.010
0.005
占比/%
60
50
40 30 20 10 0
钻井复杂情况
5
目前国内外根据传统的理论和方法，主要研发了以下防塌技术：
物理封堵：使用特殊颗粒、纤维等封堵材料 化学封堵：降滤失剂、成膜封堵剂、沥青类等封堵剂 化学抑制：高效抑制剂、表面润湿反转等。
技 术
存在的局限性：
仅仅围绕阻止或减少钻井液对井壁的破坏——“外因”防塌 提高地层岩石强度稳定井壁未进行研究。——“内因”防塌 井壁稳定问题未得到根本解决。
含土20%
含土30%
压制的人造岩心
孔隙压力伺服实验系统
岩心放入钻井液中，于 120℃下热滚16h
15
含土20%岩心热滚后
含土30%岩心热滚后
土/% 20
编号 1 2 3 1 2 3
热滚浸泡液体 （120℃、16h） 清水 无GBFS钻井液 全配方钻井液 清水
无GBFS钻井液 全配方钻井液
30
清水
缺GBFS-1钻井液
生物降解性 BOD5/CODCr(要求 ≥10%)
石油类，mg/kg干泥
0
综合表明：仿生钻井液体系在流变性、抑制性、维持井壁稳 定等方面效果突出，并满足环保要求。
16
(五)现场应用成效
仿生井眼强化型钻井液技术已在中石油大港油田、西部钻探、中石化胜利油田、冀东油 田等国内油田，以及海外5个国家得到推广应用。共应用1264口井，平均钻井液成本降低23 ％、钻速提高27％、安全密度窗口扩大0.1g/cm3，产生经济效益24.65亿元、总纯利润4.99 亿元。
14
(四) 仿生井眼强化型钻井液技术与性能评价
仿生钻井液体系建立的基本思路是以膨润土、仿生页岩抑制剂YZFS-1，
仿生固壁剂GBFS-1为核心处理剂，辅以几种增粘剂和降滤失剂。
a、常规有机硅钻井液配方
4%膨润土+0.3%Na2CO3+0.8~1%有机硅稳定剂+0.8~1%有机硅降粘剂+2~3%SMP-2 +2~3%SPNH +1~2%KH-931 +2%FT-1A+1~2%液体润滑剂YDRH +2~3%超细碳酸钙+重晶石（密度1.20-1.30g/cm³ ，抗 温100~120℃）
0.5% K-PAM
1.90/2.52
2.19/2.84
98
12.15
11
2、仿生页岩抑制剂YZFS-1
(1) YZFS-1的页岩抑制机理 a、水化抑制机理研究
通过红外光谱(IR)，X-射线衍射(XRD)，光电子能谱(XPS)，Zeta电位，透射电镜(TEM)等 手段表明，YZFS-1通过聚合、嵌入、强氢键、团聚等机理，实现对粘土的抑制作用。
b、仿生有机硅钻井液配方
2~2.5%膨润土+0.3%Na2CO3+0.7%有机硅稳定剂+0.7%有机硅降粘剂+ 0.5~ 0.7 % 两性离子磺酸共 聚物+2%FT-1A +2%GBFS-1 + 0.5%仿生抑制剂YZFS-1 + 2~3%超细碳酸钙+重晶石（ρ=1.20~1.30g/cm³ ）
c、仿生有机硅钻井液体系固壁性能评价
复杂结构井钻井液关键技术
蒋官澄
1
目 录
一、研究背景 二、主要内容 三、成果与创新点
2
一、研究背景
我国油气资源不仅严重不足，而且 勘探开发的难度越来越大 为提高油气井产量和勘探开发效益 ，复杂结构井已成为钻探剩余油气 资源的主要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型 但在复杂结构井钻探中总是遭遇与钻井液有 关的五大技术瓶颈——井壁稳定、储层损害 、防漏堵漏、润滑防卡、井眼净化
GBFS-1热滚前后岩心的岩石力学参数对比
岩样 原始 岩心 GBFS-1 热滚后 长度 /mm 79.50 77.30 直径 /mm 25.00 25.00 重量 /g 70.14 66.84 密度 /g/cm3 1.80 1.76 破坏强度 /MPa
TAW-1000孔隙压力伺服实验系统
6.906MPa
井号 家3-20X 家3-23X 家3-24X 钻井液体 系 复合盐体 系 复合盐体 系 复合盐体 系 井深，m 3869 3962 3961 与同区块同井队其它井的对比 机械钻速，米/台 事故及复杂 钻井周期，设计/实际（天） 月 井漏、严重垮 2650 74/29.83 塌 2011.67 2400 起下钻阻卡 井漏、阻卡严 重 76/26.33 76/23.42 建井周期，设计/实际 （天） 85/48.08 87/59.88 87/51.08